JPEG誤差分析及其在被動取證中的應用.pdf

1、近年來,數(shù)字圖像的應用已經(jīng)遍及到我們社會的各個領域,如新聞媒體,刑事偵查,科學研究等等。不同于膠卷圖像,我們可以借助于一些功能強大的圖像編輯軟件,如Adobe Photoshop、GIMP等,能夠很簡單地實現(xiàn)對數(shù)字圖像的修改、復制等操作。如今,視覺上難以被察覺的虛假圖像越來越多地涌現(xiàn)在我們的面前。因此,數(shù)字圖像真?zhèn)涡缘蔫b別正面臨著十分嚴峻的挑戰(zhàn),數(shù)字多媒體取證的研究領域也應運而生。
　　 傳統(tǒng)的數(shù)字圖像取證技術需要在媒體數(shù)據(jù)建立

2、的同時,人為地進行一些預處理操作,如數(shù)字水印的嵌入或數(shù)字簽名信息的提取等。而在檢測端,則需要借助這些人為附加的信息對被保護的多媒體數(shù)據(jù)進行取證。然而,在許多實際的情況下,待檢測的圖像本身并不含有這些邊信息。此時,這些基于數(shù)字水印和數(shù)字簽名等主動的取證技術均會失效。
　　 最近,國際上提出了一種全新的媒體取證技術,它不需要借助任何輔助信息就可實現(xiàn)對多媒體數(shù)據(jù)取證的目的。這種新技術認為:成像設備內(nèi)部操作及各種圖像后處理均會給自然圖像

3、引入一些固有的統(tǒng)計特性。通過提取并分析這些圖像的固有特征,我們可以估計圖像的來源及檢測圖像經(jīng)過了什么樣的處理操作。因此,這種取證模式是被動的、全盲的。
　　 該報告主要考察了一種應用極為廣泛的圖像格式一JPEG圖像。通過理論分析JPEG壓縮過程中所產(chǎn)生的三個主要誤差(包括量化誤差,舍入誤差及截斷誤差)及它們與JPEG重壓縮及某些空域隱寫等操作的關系,提出了一些簡單而有效的方法去解決以下三個數(shù)字圖像盲取證問題:
　　 1.

4、基于誤差分析的JPEG壓縮歷史估計。JPEG圖像在某些情況下會以bitmap格式進行處理或存儲。對給定的一幅bitmap圖像,我們想估計它的JPEG壓縮歷史:判別它是否經(jīng)過了JPEG壓縮處理,估計JPEG壓縮時所采用的量化步長和檢測量化表。
　　 2.基于量化效應的圖像信源編碼器估計。除了JPEG壓縮外,還存在許多不同類型的圖像信源編碼器,如JPEG2000及各式各樣的子帶編碼方式等等。給定一幅bitmap圖像,我們通過分析該圖

5、像在各個候選編碼器對應變換系數(shù)上的量化特征,欲估計出該bitmap圖像之前信源編碼器所使用的變換方式及一些重要的壓縮參數(shù)。
　　 3.估計JPEG Stegos的秘密信息長度。某些情況下,JPEG解壓后的圖像會作為一些空域隱寫算法(如LSB匹配算法等)的原始載體圖像(JPEG cover)。對給定的隱寫后圖像(JPEG Stegos),我們首先檢測出該圖像之前JPEG壓縮時所采用的量化表,然后通過分析由于空域隱寫所產(chǎn)生的像素變化